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1、几种重要的金属几种重要的金属第四章第四章 2021/8/11 星期三1金属通性和镁铝性质 第一节 镁和铝2021/8/11 星期三2一、一、金属金属 1、金属晶体的特点金属晶体的特点 金属晶体是由金属晶体是由 和和 组成，其组成，其中自由电子并不属于某个固定的金属阳离子，中自由电子并不属于某个固定的金属阳离子，而可以在整个金属中自由移动。而可以在整个金属中自由移动。2、金属的特点、金属的特点大多数金属呈银白色，有金属光泽，但金大多数金属呈银白色，有金属光泽，但金(Au)色，铜色，铜(Cu)色。色。黄黄红红常温下，单质都是固体，汞常温下，单质都是固体，汞(Hg)除外；除外；金属阳离子金属阳离子自
2、由电子自由电子2021/8/11 星期三3 不同金属熔沸点，硬度差别较大；不同金属熔沸点，硬度差别较大；良好的导电性，分析原因：良好的导电性，分析原因：金属中存在着大量的可自由移动的电子。金属中存在着大量的可自由移动的电子。良好的导热性，分析原因：良好的导热性，分析原因：通过自由电子和金属阳离子的相互碰撞传通过自由电子和金属阳离子的相互碰撞传递热量。递热量。良好的延展性。良好的延展性。金金铂铂 金属容易金属容易 电子，变成电子，变成 离子，表现离子，表现出出 性，是常见的性，是常见的 剂，在化合物中金剂，在化合物中金属元素只显属元素只显 价。价。失去失去阳阳还原还原还原还原正正 2021/8/
3、11 星期三43、金属的分类、金属的分类按颜色按颜色黑色金属：黑色金属：Fe、Cr、Mn有色金属：除以上三种金属以外有色金属：除以上三种金属以外按密度按密度轻金属：轻金属：4.5g/cm3 Zn、Cu等等按含量按含量常见金属：常见金属：Fe、Mg、Al稀有金属：稀有金属：锆、钒、钼锆、钒、钼 根据以上分类：金属镁、铝属于根据以上分类：金属镁、铝属于、金属金属有色有色 轻轻 常见常见2021/8/11 星期三5（一）镁、铝在周期表中的位置和原子结构（一）镁、铝在周期表中的位置和原子结构Mg 第三周期，第三周期，A族族Al 第三周期，第三周期，A族族都易失去电子，都易失去电子，成为金属离子，成为金
4、属离子，为活泼金属。为活泼金属。（二）镁、铝的物理性质（二）镁、铝的物理性质都是银白色的轻金属，硬度小，熔点低都是银白色的轻金属，硬度小，熔点低 讨论讨论：从原子结构分析，：从原子结构分析，Mg、Al的熔沸点哪种高？的熔沸点哪种高？铝原子半径比镁小，最外层电子比镁多，铝铝原子半径比镁小，最外层电子比镁多，铝中电子和金属离子的作用强于镁。中电子和金属离子的作用强于镁。二二 镁、铝镁、铝2021/8/11 星期三6 镁铝都是活泼金属，易失去电子，体现镁铝都是活泼金属，易失去电子，体现还原性。还原性。Mg-2e-Mg2+Al-3e-Al3+从原子结构分析比较从原子结构分析比较Mg和和Al应该具有应该
5、具有什么化学性质？什么化学性质？（三）镁、铝的化学性质（三）镁、铝的化学性质2021/8/11 星期三7 1、和非金属的反应。、和非金属的反应。根据学过的知识，联系镁铝的还原性性根据学过的知识，联系镁铝的还原性性质，思考镁铝可以和哪些非金属单质和化质，思考镁铝可以和哪些非金属单质和化合物反应，说明理由并写出反应方程式？合物反应，说明理由并写出反应方程式？2Mg+O2=2MgO 4Al+3O2=2Al2O3点燃点燃点燃点燃 镁镁、铝铝都可以在氧气中燃烧，放出大量都可以在氧气中燃烧，放出大量的热量和耀眼的白光，生成氧化物。的热量和耀眼的白光，生成氧化物。和氧气反应和氧气反应 2021/8/11 星
6、期三8问：通常见到的金属镁铝都没有金属问：通常见到的金属镁铝都没有金属光泽，其原因是什么？镁铝可以用来光泽，其原因是什么？镁铝可以用来做耐火材料吗，为什么？做耐火材料吗，为什么？在常温下，镁铝可以和氧气反应生成一在常温下，镁铝可以和氧气反应生成一层层致密致密的氧化膜，阻止反应继续进行，所的氧化膜，阻止反应继续进行，所以镁铝都有抗腐蚀的性能。以镁铝都有抗腐蚀的性能。和和Cl2、S的反应的反应 Mg+Cl2=MgCl2 Mg+S=MgS 2 Al+3Cl2=2AlCl3 2Al+3S=2Al2S32021/8/11 星期三9 3、与、与酸酸碱的反应碱的反应与非氧化性酸的反应与非氧化性酸的反应 Mg
7、+2H+=Mg2+H22Al+6H+=2Al3+3H2HCl、H2SO4等等 与氧化性酸的反应与氧化性酸的反应 写出镁、铝分别跟浓、稀硝酸的化学反应方程式写出镁、铝分别跟浓、稀硝酸的化学反应方程式 常温下，铝与冷的浓硝酸和浓硫酸发生常温下，铝与冷的浓硝酸和浓硫酸发生钝化钝化现象。现象。2021/8/11 星期三10 Al+4HNO3(稀稀)=Al(NO3)3+NO +2H2O 3Mg+8HNO3(稀稀)=3Mg(NO3)2+2NO +4H2O Mg+4HNO3(浓浓)=Mg(NO3)2+2NO2 +4H2O 要除去铝中混有的镁，可以用什么方要除去铝中混有的镁，可以用什么方法？法？相同物质的量的
8、钠、镁、相同物质的量的钠、镁、铝铝分别和等分别和等物质的量的足量盐酸反应，放出气体最物质的量的足量盐酸反应，放出气体最多的是？多的是？思考思考2021/8/11 星期三11 与碱反应与碱反应 分别往分别往0.1mol/L的的NaOH溶液中投入一粒溶液中投入一粒镁和铝，观察实验现象，总结结论并写出镁和铝，观察实验现象，总结结论并写出相应的化学反应方程式。相应的化学反应方程式。镁与镁与NaOH溶液不反应，溶液不反应，铝投入铝投入NaOH溶液中有气泡生成。溶液中有气泡生成。2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H22021/8/11 星期三12 把把a g金属铝分别放入足量的金属铝分别放入
9、足量的HCl和和NaOH溶溶液中，生成的氢气的体积比是液中，生成的氢气的体积比是 思考思考镁、铝的物理性质相比较有什么规律镁、铝的物理性质相比较有什么规律？跟镁、铝原子的结构有什么联系？跟镁、铝原子的结构有什么联系？镁、铝与酸碱反应镁、铝与酸碱反应2021/8/11 星期三13与水的反应与水的反应 在常温下，镁铝和水的反应非常慢，几乎看在常温下，镁铝和水的反应非常慢，几乎看不到现象，不过在加热时，可观察到气泡。不到现象，不过在加热时，可观察到气泡。与其他氧化物反应与其他氧化物反应 2Mg+CO2=2MgO+C 高温高温 Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2 2Al+6H2O=2Al(OH)3+
10、3H2热水热水沸水沸水思考：相同质量的思考：相同质量的Mg分别在空气中，纯氧气中，分别在空气中，纯氧气中，CO2中燃烧，质量增加最多的是什么？中燃烧，质量增加最多的是什么？2、和氧化物的反应。、和氧化物的反应。2021/8/11 星期三14铝热反应铝热反应 从氧化还原的角度分析，铝单质能否和从氧化还原的角度分析，铝单质能否和Fe2O3和和MnO2、V2O5等物质反应？等物质反应？实验实验：4-4，观察现象，总结结论，写出，观察现象，总结结论，写出化学方程式。化学方程式。2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O34Al+3MnO2=3Mn+2Al2O310Al+3V2O5=6V+5Al2O3高温高温
11、高温高温高温高温镁铝都是活镁铝都是活泼金属，都泼金属，都以化合态存以化合态存在于自然界。在于自然界。2021/8/11 星期三15复习回顾复习回顾钠、镁、铝等金属燃烧时能否用泡钠、镁、铝等金属燃烧时能否用泡沫灭火器灭火？沫灭火器灭火？铝热反应在哪些常见的用途？铝热反应在哪些常见的用途？2021/8/11 星期三16 三、镁铝的化合物三、镁铝的化合物1.MgO和和Al2O3 熔、沸点较高，可以用做熔、沸点较高，可以用做耐火材料耐火材料。其中。其中Al2O3是冶炼金属铝的原料。是冶炼金属铝的原料。都能溶于都能溶于HCl，H2SO4等酸性溶液等酸性溶液。MgO+2H+=Mg2+H2O Al2O3+6
12、H+=2Al3+3H2O Al2O3还能和还能和NaOH等强碱反应，生成等强碱反应，生成NaAlO2，写出反应的离子方程式。，写出反应的离子方程式。Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O2021/8/11 星期三17氧化镁和氧化铝性质比较氧化镁和氧化铝性质比较氧化镁氧化镁氧化铝氧化铝（刚玉）（刚玉）物理性质物理性质所属类别所属类别典型反应典型反应制备方法制备方法用途用途 耐火材料耐火材料 电解制铝、耐高温、耐磨材料电解制铝、耐高温、耐磨材料碱性氧化物碱性氧化物 两性氧化物两性氧化物MgO+H2O=Mg(OH)2 不与水反应不与水反应MgO+2HCl=MgCl2+H2O Al2O3+6HCl
13、=2AlCl3+3H2O Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2OMgCO3=MgO+CO2 铝土矿的提纯铝土矿的提纯白色白色粉末、熔点高硬度大、难溶于水粉末、熔点高硬度大、难溶于水2021/8/11 星期三182.Al(OH)3 Al(OH)3是几乎不溶于水的白色胶状物质，是几乎不溶于水的白色胶状物质，实验室可以用铝盐和氨水反应实验室可以用铝盐和氨水反应制取制取它。它。Al(OH)3与强酸强碱的反应。与强酸强碱的反应。Al(OH)3在水中的电离在水中的电离 Al2(SO4)3+6NH3H2O=2Al(OH)3 +3(NH4)2SO4 Al3+3NH3H2O=Al(OH)3 +3NH4+
14、H2O+AlO2-+H+Al(OH)3 Al3+3OH-点燃点燃2Al(OH)3=Al2O3+3H2O2021/8/11 星期三19 Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O 设计：设计：Al2O3和和MgO的混合物的混合物mg滴入滴入1mol/L的盐酸溶液的盐酸溶液500ml，反应完全后，再向其中滴入，反应完全后，再向其中滴入NaOH溶液，生成的沉淀量和滴入的溶液，生成的沉淀量和滴入的NaOH的量的量的关系如图：的关系如图：(1)写出相应的方程式写出相应的方程式(2)Mg的含量的含量(3)a，b，c的值的值Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2OAl3+Al(OH)3 AlO2-3O
15、H-OH-3H+H+6.8g 2.9g a b c2021/8/11 星期三20 问题问题1：向：向0.1mol/L的的AlCl3溶液中滴入溶液中滴入0.1mol/L的的NaOH溶液，描述实验现象，溶液，描述实验现象，写出方程式。写出方程式。问题问题2：向：向0.1mol/L的的NaOH溶液中滴入溶液中滴入0.1mol/L的的AlCl3溶液，描述溶液，描述实验现象实验现象，写，写出出方程式方程式。问题问题3：现有两瓶无色溶液，分别为：现有两瓶无色溶液，分别为0.1mol/L的的AlCl3和和NaOH溶液，不用其溶液，不用其它任何试剂，是否可以区别它们？它任何试剂，是否可以区别它们？2021/8
16、/11 星期三21复习回顾复习回顾氧化镁、氧化铝性质相比较有什么不同之处？氧化镁、氧化铝性质相比较有什么不同之处？氢氧化铝、氢氧化镁的性质相比较有什么不同之氢氧化铝、氢氧化镁的性质相比较有什么不同之处？处？（1）物理性质）物理性质:白色胶状物质白色胶状物质,具有一定的吸附作用具有一定的吸附作用 (2)化学性质化学性质“铝三角铝三角”有关方程式：有关方程式：Al3+OH-Al3+NH3H2O AlO2-+H+AlO2-+CO2 Al(OH)3+H+Al(OH)3+OH-有关系数比例关系有关系数比例关系:2021/8/11 星期三22练习：练习：现有现有1 mol的的H2SO4,2 mol的的Na
17、OH及足量及足量Al,下列实验下列实验方法得到方法得到Al(OH)3的量最多的是的量最多的是:有关氢氧化铝的制备：有关氢氧化铝的制备：H+OH-a、Al Al3+Al(OH)3 OH-H+b、Al AlO2-Al(OH)3 H+c、Al Al3+OH-Al(OH)3 Al AlO2-2021/8/11 星期三23 有关氢氧化铝的计算问题：有关氢氧化铝的计算问题：例例1：向：向100mL 1mol/L AlCl3 溶液中加入溶液中加入_mol NaOH,生生成沉淀成沉淀3.9 g。法二：法二：图形分析法图形分析法法三：方程式直接配平法。法三：方程式直接配平法。AlCl3中滴加中滴加NaOH Na
18、AlO2中滴加中滴加HCl HCl中滴加中滴加NaAlO2 NaOH中滴加中滴加AlCl3法一：一般方程式分析法。（即：量的讨论）法一：一般方程式分析法。（即：量的讨论）2021/8/11 星期三24有关有关Al3+、AlO2-图形分析实例：图形分析实例：例例2：将一定量的：将一定量的Mg、Al投入投入100mL，一定的物质的量浓度，一定的物质的量浓度的的HCl中，合金全部溶解。向所得溶液中滴加中，合金全部溶解。向所得溶液中滴加5mol/L的的NaOH至至过量，生成的沉淀的质量与加入过量，生成的沉淀的质量与加入NaOH的体积的关系如图所示。的体积的关系如图所示。求：求：(1)合金中合金中Mg、
19、Al的质量分别是多少？的质量分别是多少？(2)原原HCl的物质的量浓度？的物质的量浓度？例例3：根据已知条件作图：根据已知条件作图向含等物质的量的向含等物质的量的MgCl2、AlCl3溶液中滴加入溶液中滴加入NaOH溶液。溶液。向明矾溶液中滴加向明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液溶液.20 16019.411.6(g)(mL)2021/8/11 星期三25 例例4：Al2O3和和MgO的混合物的混合物m g滴入滴入1 mol/L的盐酸的盐酸溶液溶液500 mL，反应完全后，再向其中滴入，反应完全后，再向其中滴入NaOH溶液，溶液，生成的沉淀量和滴入的生成的沉淀量和滴入的NaOH的量的关系如图：的
20、量的关系如图：(1)写出相应的方程式写出相应的方程式(2)Mg的含量的含量(3)a，b，c 的值的值 6.8g 2.9g a b c2021/8/11 星期三263.明矾明矾 KAl(SO4)212H2O复盐：复盐：2021/8/11 星期三27 三、合金三、合金 定义：由两种或两种以上的金属（或金属和非金属）定义：由两种或两种以上的金属（或金属和非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。熔合而成的具有金属特性的物质。特点：特点：合金的性质不是各成分金属性质的总和。合金的性质不是各成分金属性质的总和。合金的熔点、密度一般比各成分的金属低。合金的熔点、密度一般比各成分的金属低。合金的硬度一般比各成分的金属大。合金的硬度一般比各成分的金属大。合金的化学性质也和各成分金属不同。最早合金的化学性质也和各成分金属不同。最早的合金是的合金是_,最常见、用量最大的合金是最常见、用量最大的合金是_。青铜青铜钢钢2021/8/11 星期三28